JPS61263324A - プッシュプル出力回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ゛の　　互 この出願は、両方ともこの出願と同一の日付で出願され
、そしてこの出願の譲受人に譲渡された、シミー◆レイ
壷ネイラー（Ｊｉｍｍｙ　Ｒａｙ　Ｎａｙｌｏｒ）及び
フレデリック・ジエイ・ハイトン（Ｆｒｅｄｅｒ＋Ｃｋ
Ｊ、１Ｉｉｏｈｔｏｎ）による同時係属中の出願［ディ
ジタル−アナログ変換器のためのビット調整及びフィル
タ回路（Ｂｉｔ　Ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ　ａｎｄ　Ｆｉ
ｌｔｅｒ　Ｃ１ｒｃｕｉｔｆｏｒ　Ｄｉｇｉｔａｌ−ｔ
ｏ−Ａｎａｌｏｇ　Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）Ｊ並びにシミ
ー・レイ・ネイラー（Ｊｉｍｍｙ　Ｒａｙ　Ｎａｙｌｏ
ｒ）による出願［低電圧ディジタル−アナログ変換器の
ための入力レベル移動回路（Ｉｎｐｕｔ　Ｌｅｖｅｌ　
ＳｈｉｆｔｉｎｇＣｉｒｃｕｉｔ　ｆｏｔ　Ｌｏｗ　Ｖ
ＯＩｔａ（Ｊｅ　Ｄｉｇｉｔａｌ−ｔＯ−＾ｎａ　Ｉ　
ｏｇＣＯｎＶｅｒｔｅｒ）Ｊに関係している。

λ豆立五月 この発明は集積回路ディジタル−アナログ変換器で、且
つ特に、プルアップ及びプルダウン・・トランジスタと
直列にツェナーダイオード及び付加的コレクタ−エミッ
タ電圧降下を与えることなく広範囲の高及び低電圧の電
源電圧にわたって使用され得るプッシュプル出力回路に
関係し、且つ又、正の電源電圧の下及び−■。。電圧の
上に約１．４ボルトの可能な「高」出力電圧レベルを作
る増大した［空き高（ｈｅａｄ　ｒｏｏｎ＋）Ｊを与え
る回路構成に関係している。

種々のディジタル−アナログ変換器回路が知られている
。技術水準が進歩したので、増大した確度、より大きい
帯域幅（すなわち、動作速度）が可能であり且つかなり
低い大きさの電源電圧が動作することのできるモノリシ
ック・ディジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）が開発さ
れている。それにもかかわらず、より広範囲の低価格製
品にＤＡＣを使用することを経済的に実行できるように
することによってＤＡＣに対する市場を広げるためにこ
れらの各分野における更なる改良が大いに望まれている
。モノリシック集積回路、特にモノリシックＤＡＣを、
非常に低い大きさの電源電圧からばかりでなく非常に高
い大きさの電源電圧からでも（所定の仕様の範囲内で）
動作させることができるようにすることは大いに望まし
いことである。集積回路、特にモノリシックＤＡＣをこ
のようにすることは回路設計者に種々の困難を課すもの
である。例えば、低い大きさの電源電圧で動作できるよ
うにすることはしばしば、「最悪の場合」のＴＴＬ入力
信号に応答して十分な内部動作電圧を発生するという問
題を提供する。低い大きさの電流電圧の使用は又通常必
要とされる最大出力電圧を発生することを困難にする。

「空き高」の用語は、電源電圧の大きさの一方又は両方
が低い、例えば＋４．７５ボルト又は−４，７５ボルト
であるときに集積回路において適当な出力信号を得ると
いう問題を記述するために技術に通じた者によって時・
針使用される。低い正電源電圧が使用されている場合に
回路が「空き高」をほとんど持っていないならば十分に
高い出力電圧を発生することは困難である。負の電源が
低い電圧である場合の負の出力電圧についても同様であ
る。大きい出力電圧のためには、ＮＰＮプルアップトラ
ンジスタのエミッタ−ベース電圧が「空き高」に含まれ
ていなければならず、ＮＰＮプルアップトランジスタの
ベースを駆動するために前置回路玲が設けられなければ
ならない。最新の高速低電力回路部に対しては、技術に
通じた者は認めることであろうが、回路部のそのような
前置段も又、ＮＰＮプルアップトランジスタのベースを
駆動する信号を発生するのに必要とされる種々のエミッ
タ−ベース電圧降下及びコレクタ−エミッタ電圧降下を
受は入れるために十分な「空き高」を必要とする。

同様の条件はＮＰＮプルダウントランジスタに当てはま
る。

電源電圧（＋Ｖ　　及び／又は−■ｏ。）が非常にＣ 高い大きさレベルに、例えば＋１５ないし＋１８ボルト
（又は−１５ないし一１８ボルト）にあるときには、あ
る動作状態のｍ間中プルアップ及びプルダウントランジ
スタのコレクタ−エミッタ降伏電圧は越えられそうであ
る。これが起こりそうに思えるのは、一般にプルアップ
及びプルダウントランジスタの正常なコレクタ−エミッ
タ降伏電圧が、オン時において、代表的な高速バイポー
ラ製造方法に対しては大約２０ボルトであり、それで＋
Ｖｃｏが＋１５ボルト以上であり、且つ且つ一■ｃｃが
−１５ボルト以上負であるならばプルアップ及びプルダ
ウントランジスタのコレクタ−エミッタ電圧がその値を
越えることがあり得るからである。この問題を克服する
ために、トランジスタ及びツェナーダイオードのような
付加的能動素子をプルアップ及びプルダウントランジス
タと直列に挿入して、このような素子がない場合にプル
アップ及びプルダウントランジスタに加えられてこれら
を降伏させるようなコレクタ−エミッタ降電圧の幾分か
を「吸収」することが行われている。ツェナーダイオー
ド電圧降下及びコレクタ−エミッタ電圧降下は共にプル
アップ及びプルダウントランジスタと直列関係に与えら
れ゛て、プッシュプル出力回路に高電源電圧が加えられ
た場合に生じる降伏を避ける。このような付加的回路を
設けることは回路の設計を複雑にして回路を高価なもの
にし、しばしばその速度を減小し、その電力消費を増大
し、且つ十分な出力信号レベルを得るのに必要とされる
「空き高」を減小する。モノリシック集積回路の回路設
計者の直面する別の制約は、ビン又はリードの数が限ら
れている経済的なパッケージにチップを収容しなければ
ならないことである。モノリシックＤＡＣに対しては、
これのある種の実用的な応用例において要求されること
があるように、ビット電流の粘密な調整を行うために、
分圧計のような外部構成部品の接続を行えるようにする
ことがしばしば望まれる。モノリシック集積回路に大き
い内部フィルタ用コンデンサを設けるには人聞のチップ
面積が集積回路コンデンサのために必要とされるゆえ実
用的ではないので、雑音信号のフィルタリングを行うた
めには外部コンデンサを取り付けることも又望ましいで
あろう。

それゆえ、できるたり複雑でない回路により、広範囲の
電源電圧にわたって指定の高速度で動作することを可能
にし、しかち最小限のモノリシックチップ面積でそれを
可能にする、改善された回路設計扶術及び構造に対する
継続的な必要性があることがわかる。

高い大きさ及び低い大きさの電源電圧で動作することが
でき、且つ正及び／又は負の電ｍ電圧の大きさが低いと
きに最高の可能な信号電圧レベルで発生するために最小
の「空ぎ高」で動作することができる改良形増幅器出力
ｔＸ造に対する特別な必要性がある。

モノリシック回路設計者の常に直面する別の主な問題は
、前述の諸要件を満足するだけでなく又これを広範囲の
温度にわたって満足する回路設計を提供することの要求
によって産出される複雑さである。

従来のＤＡＣは比較的大きい負の電源電圧を持つており
、この電圧で、ビット電流を決定する精密抵抗における
電圧を発生し、且つ又ビット電流を選択的に加え合わせ
る電流スイッチを動作させてディジタル入力に応答して
アナログ出力電流を発生している。ある従来のＤＡＣは
約７ボルトの降伏電圧を持ったツェナーダイオードを使
用してＴＴＬ入カシカレベルット電流スイッチの制御の
ために必要とされるよう低い電圧レベルに移動させてい
る。この技術は、負電圧電圧が大きさにおいてツェナー
ダイオード降伏電圧よりもかなり大きくない場合には使
用することができない。抵抗によるレベル移動技術は、
種々の目的のために用いられてきたけれども、多分、ス
イッチング速度の損失、及び製造過程で生じる変化によ
る電圧レベル移動の不十分な制御のために、恒常的電圧
レベル移動がモノリシック集積回路において必要とされ
る場合には用いられていない。

ある種の従来のＤＡＣは、ツェナーダイオード基準回路
によってＤＡＣの内部が発生した雑音を除去するように
機能する外部コンデンサを接続することができるように
なっている。ある種の従来のＤＡＣは又、これに接続さ
れた外部分圧計の調整によって特定のビット、例えば最
上位のビットのビット電流の精密な調整を可能としてい
る。そ。

のような従来のＤＡＣはフィルタコンデンサ及びビット
電流調整分圧計の接続のために別々のリードを使用して
いる。しかしながら、ある場合には、二つの特別のパッ
ケージリードを利用できないかもしれない。ＤＡＣに対
して二つの付加的なパッケージリードを必要とすること
なく外部の雑音フィルタコンデンサ及びビット調整分圧
計を接続するという目的を達成できることが望ましいで
あろう。

ル護Ｕと１約 この発明の目的は、最小限の大きさの電源電圧が加えら
れたときに最大の大きさの出力信号レベルを与え、且つ
又、電源電圧の大きさが出力トランジスタの正常なコレ
クタ−エミッタ降伏電圧を越える値を持っている場合に
動作することのできる改良形出六回路を提供することで
ある。

この発明の別の目的は、最小の正の電源電圧が加えられ
たときに最大の正の出力信号レベルを与え、且つ又、正
の電源電圧が出力トランジスタの正常なコレクタ−エミ
ッタ降伏電圧を越えるレベルを越えている場合に動作す
ることのできる改良形プツシコブル回路を提供すること
である。

この発明の別の目的は、最小の［空き高（ｈｅａｄｒｏ
ｏｍ）　Ｊ　、又は正の電源電圧レベルと回路によって
発生される最大出力信号レベルとの間の最小電圧差で動
作するプッシュプル出力回路を提供することである。

この発明の別の目的は、最低又は最も負の電源レベル、
・回路によって発生される最小又は最も負の出力信号レ
ベルとの間の最小電圧差で動作するプッシュプル出力回
路を提供することである。

この発明の一実施例に従って簡単に述べると、この発明
は、第１電源電圧と出力電圧レベルの最大値との間に最
小の大きさの電圧降下を発生することによって最大の大
きさの出力電圧を与え、且つ又、プルアップトランジス
タ及びプルダウントランジスタの正常なコレクタ−エミ
ッタ降伏電圧を実質的に越えるコレクタ−エミッタ電圧
を生じることになる、第１電源電圧と第２電ａ電圧との
間の大きい差で動作可能である改良形プッシュプルトラ
ンジスタ回路を提供するものであって、この大きい差で
の動作は、出力負荷電流を供給していない又は引き込ん
でいないプルアップ又はプルダウントランジスタにおけ
るコレクタ電流を十分に低いレベルに減小させてそのプ
ルアップ又はプルダウントランジスタのコレクタ−エミ
ッタ降伏電圧が出力電圧と第１又は第２電源電圧との間
の電圧差を越える値に増大させるようにする帰還を発生
させることによって可能にされ、又この帰還の発生は、
そのトランジスタを実質上又はほとんどオフにし、且つ
そのトランジスタの逆コレクタ−ベース漏れ電流のほと
んどすべてをそのトランジスタのベースから流すことを
可能にする低抵抗路を設けることによって行われる。こ
の発明の既述の実施例においては、ＮＰＮプルアップト
ランジスタのコレクタは正の電源電圧に直接接続されて
いる。ＮＰＮプルアップトランジスタのエミッタは第１
抵抗を通じて出力端子に接続されている。

出力端子とＮＰＮプルアップトランジスタのベースとの
間には第２抵抗が接続されている。ＮＰＮプルアップト
ランジスタのベース及び第２抵抗は共にバイアス電流源
に接続され、そしてこの電流源は又ＮＰＮプルダウント
ランジスタのベース、及びこのベースと負供給電圧との
間に接続された第３抵抗に接続されている。ＮＰＮプル
ダウントランジスタのエミッタと負電源電圧との間には
第４抵抗が接続されている。負荷素子における高出力電
圧は出力電流を増大し、これにより第１抵抗における電
圧降乍を増大し、従って第２抵抗における電圧降下を増
大して、ＮＰＮトランジスタのベース及び第２抵抗に接
続された導線に供給されるバイアス電流の割合を増大し
、且つ第３抵抗に供給されるバイアス電流の割合を十分
に減小してＮＰＮプルダウントランジスタをオフにして
これのコレクタ電流をほとんど零にし、モしてＮＰＮプ
ルダウントランジスタの逆コレクタ−ベース漏れ電流を
第３抵抗経由でそれのベースから流してそれのコレクタ
−エミッタ降伏電圧を安全なレベルまで増大する。大き
い出力電流がＮＰＮプルダウン素子により引き出された
結果として出力電圧が低レベルにあるときには、第４抵
抗における電圧が増大して、第３抵抗における電圧を増
大・するこれにより、第２抵抗及びＮＰＮプルアップト
ランジスタに流れるバイアス電流の部分が減小してそれ
のコレクタ電流を零に減小し、且つそれの逆コレクタ−
ベース漏れ電流を第２抵抗経由でそれのベースから流し
て、それのコレクタ−エミッタ降伏電圧を安全なレベル
に増大する。プルアップ及びプルダウントランジスタの
ベースに接続された実効分路抵抗は、それらのトランジ
スタがオフにされてそれらのコレクタ−エミッタ降伏電
圧を前述のように上昇させているときには、十分に低く
なっていてそれらのトランジスタのコレクタ−エミッタ
漏れ電流をそれらのベースから流すようにし、且つそれ
らのコレクタ−エミッタ降伏電圧を減小させるようなベ
ータ増幅を阻止するように、　　する。電流源回路はバ
イアス電流を供給し、且つバイアス電流の値を動作温度
の増大と共に減小して、これにより前述の動作をＮＰＮ
プルアップトランジスタ及びＮＰＮプルダウントランジ
スタのエミッタ−ベース電圧が約−２ｍＶ／”Ｃで温度
と、　　共に減小するときに継続可能にする。

ｌ且ｍ 、　　　第１図及び第２図について述べると、ディジタ
ル−アナログ変換器１は入力端子２のような複数のディ
ジタル入力端子を備えており、これは回路３Ａのような
複数の個別の［ビット回路］に接続されている。例えば
、ＤＡＣ（Ｄ−Ａ変換器）１が１６ビツトである場合に
は３Ａのような１６の「ビット回路」と入力端子２のよ
うな１６の個別のディジタル入力端子が存在する。第１
図においてはただ一つのビット回路３Ａが詳細に記載さ
れている。

ビット回路３Ａは既述のＤＡＣｌにおける最上位のビッ
トのものである。３Ｂのような残りのビット回路は、ビ
ット回路３Ａに本質的には類似であるが、但し、模に説
明される「ビット電流調整回路」に必ずしも接続されて
いない。通常のＲ−２Ｒはしこ形抵抗回路網による適当
な二進ビット電流規準化は普通のことであるので、図示
されていない。

ビット回路３Ａは−Ｖｏ。（負電源電圧導線）と導線１
１との間に接続された精密抵抗１２を備えている。導線
１１はＮＰＮｒ電流源」トランジスタ１０のエミッタに
接続されている。各ビット回路の電流源トランジスタ１
００ベースは導ｌ１１３に接続されており、これは温度
補償バイアス電圧Ｖ８２を発生する。各ビット回路の電
流源トランジスタ１０のコレクタは導線９に接続されて
おり、そしてこれは「エミッタ結合対」を構成している
二つのＮＰＮトランジスタのエミッタに接続されている
。トランジスタ５及び６はビット電流スイッチとして機
能する。ビット電流スイッチトランジスタ５のコレクタ
は接地に接続され、且つビット電流スイッチトランジス
タ６のコレクタは電流和合せ導線２４に接続されている
。導線２４△はＲ−２Ｒはしこ形抵抗回路における他の
ビット電流を受けるように普通の方法で接続されている
。トランジスタ５のベースは導線８によって、■八によ
りＩＩＪ御される電圧レベルをビット電流スイッチトラ
ンジスタ５のベースの適当な動作のために必要とされる
レベルまで低下させるレベル移動回路に接続されている
。各ビット回路に対して、ビット電流Ｉ　ＢＩＴは電流
源トランジスタ１０によって抵抗１２に供給されており
、トランジスタ５のベースが高レベルのときには接地に
、且つ又トランジスタ５のベースが低電圧のときには電
流和合せ導線２４に切り換えられる。ビット電流のすべ
てのものの和はアナログ出力電流Ｉ。６、である。’　
ｏｕｙは第２図に示された高利得差動増幅器７１の負入
力が加えられる。

バイアス電圧ｖＢｌは３Ａのような各ビット回路のビッ
ト電流スイッチトランジスタ６のベースに加えられる。

導線７に加えられるバイアス電圧Ｖ８１を与えるために
通常の温度追跡バイアス回路を設けることは技術に通じ
た者によって容易に行われ得る。

各ビット回路には、ダイオード１５、プルアップ抵抗１
７、ＮＰＮエミッタホロワトランジスタ１８、レベル移
動抵抗１９、及び温度補償形電流源回路３１かうなる入
力レベル移動回路がある。

ＴＴＬ適合性の入力電圧ｖヶはダイオード接続のＮＰＮ
Ｉ−ランジスタ１５のエミッタに加えられ、そしてこの
トランジスタのコレクタ及びベースは導１ｊ１１Ｇによ
ってプルアップ抵抗１７及びＮＰＮトランジスタ１８に
接続されている。抵抗１７の上方端子は適当な基準電圧
ＶＲＥＦ１に接続されている。トランジスタ１８のコレ
クタは＋■ｏｃに接続され、且つそれのエミッタはニク
ロム抵抗１９によって導線８に接続されている。導線８
は電流源３１のＮＰＮトランジスタ２０のコレクタに接
続されている。

電流源回路３１は、それだけで、通常形式のＮＰＮ電流
鏡映（鏡面対称）回路の一方の出力であり、それぞれエ
ミッタ抵抗２１．２８及び２９を持ったＮＰＮトランジ
スタ２０．２３及び２７からなっている。トランジスタ
２０及び２７のベースはトランジスタ２３のエミッタに
接続され、そしてこのトランジスタのベースは導９３３
０によってトランジスタ２７のコレクタに接続されてい
る。トランジスタ２７のコレクタに供給される電流はト
ランジスタ２００コレクタにおける、且つ又図示されて
いない他のビット回路の２０のようなトランジスタにお
ける電流’ＬＳを決定する。トランジスタ２７における
電流は別個のＰＮＰ電流鏡映回路３２によって決定され
る。ＰＮＰ電流鏡映回路３２はＰＮＰトランジスタ３３
及び３４を備えており、これらのベースがＰＮＰトラン
ジスタ３７のエミッタに接続されている。トランジスタ
３７０ベースはＰＮＰトランジスタ３４のコレクタに接
続されている。トランジスタ３３及び３４のエミッタは
エミッタ抵抗３５及び３６によって十Ｖｃｃに接続され
ている。トランジスタ３４、従ってトランジスタ３３、
及び電流鏡映回路３１のトランジスタ２１を通る電流は
、レベル移動回路１４の前述のニクロム抵抗１９の形状
及び構造に比率整合する精密ニクロム抵抗４０によって
決定される。抵抗４０はＮＰＮｔ−ランジスタ３８のエ
ミッタと−Ｖｃｏとの間に接続されている。トランジス
タ３８のコレクタはそれぞれＰＮＰトランジスタ３４及
び３７のコレクタ及びベースに接続されている。

トランジスタ３８のベースは導線３９によってツェナー
ダイオード６５のカソードに接続されており、このツェ
ナーダイオードは電圧基準回路６３に含ま−れており、
この回路においては電流源６８が温度補償用ダイオード
６４及び６６並びに正の温度係数のツェナーダイオード
６５からなる一連の構成部品にバイアスを与える。

導線３９は又ＮＰＮトランジスタ４２のベースに接続さ
れており、このトランジスタにはこれのエミッタと−ｖ
ｏｃとの間にニクロム抵抗４１が接続されている。ニク
ロム抵抗４１は第２図に関連して後で説明される抵抗９
７に比率整合させられている。

トランジスタ４２のコレクタは第２のＰＮＰ電流鏡映回
路４５に接続されているが、この回路４５は本質的には
ＰＮＰ電流鏡映回路３２に類似しており、ＰＮＰ）−ラ
ンジスタ４３及び４４を備えていて、これらのベースが
ＰＮＰトランジスタ４６のエミッタに接続され、そして
トランジスタ４Ｇのベースはトランジスタ４２及び４３
のコレクタに接続されている。トランジスタ４３及び４
４のエミッタはそれぞれ抵抗１０２及び１０１によって
＋ｖｃｃに結合されている。トランジスタ４４のコレク
タは導線２５によって第２図に関連して優で説明される
バイアス制師回路７０に接続されている。

第１図は又、導１１１３上に前述のバイアス電圧■Ｂ２
を発生し且つ又ＤＡＣ１のピット回路の一〇（又は二つ
以上）の精密ビット電流調整を実施す。

るための、符号１８で示された回路を備えている。

回路７８にはＮＰＮエミッタホロワトランジスタ６２が
あって、これのベースが基準電圧Ｓ線６７に接続され且
つそれのエミッタが５００オーム抵抗６１によって導線
４９に結合されている。導線４９は６．１５キロオーム
抵抗５９によって導線６０に接続されており、且つ導線
６０は３，３５キロオーム抵抗５８によって導線５７に
接続されている。導線５７はＶ、Ｅ１１倍器回路５３に
よって−Ｖ　に接続されている。■ＢＥ増倍器Ｃ 回路５３にはＮＰＩ’１ランジスタ５４があって、これ
のエミッタは−Ｖｃｃに接続され、それのベースは抵抗
５６によって一■Ｃｃに接続され且つ又抵抗５５によっ
てそれのコレクタに接続されている。トランジスタ５４
のコレクタは又導線５７に接続されている。

導線６０はＮＰＮトランジスタ５１のベースに接続され
、そしてこのトランジスタのエミッタは抵抗５２によっ
て−Ｖｃｃに接続されている。トランジスタ５１のエミ
ッタは又ｖＢ２導線１３に接続されている。

導線４９は外付はフィルタコンデンサ５０を通して−Ｖ
ｃｃに接続されている。導線４９は又外付は分圧計４８
によって−ｖｃｃに結合されている。分圧計４８には抵
抗４７によって導線１１に接続された可変抵抗端子４８
Ａがある。

今度は第２図について述べると、前述の差動増幅器７１
はその正入力が接地に接続されている。それの出力は符
号６９によって示されたプッシュプル単一利得出力段に
接続されている。増幅器γ１の回路構成は全く通常のも
のであって、技術に通じた省によって容易に準備され得
る。増幅器７１を実現するためには種々の典型的な低電
力高利得差動増幅器回路を利用することができる。

増幅器７１の出力はＰＮＰトランジスタ７２のベースに
接続され、そしてこのトランジスタのエミッタは導線７
３に接続され、且つそれのコレクタは導線８９によって
ＮＰＮプルダウントランジスタ８７に接続され且つ又抵
抗９０によって−■。０に接続されている。プルダウン
トランンスタ８７のエミッタは抵抗８８によって−Ｖｏ
ｃに接続されている。

導線７３はＰＮＰＩ流源トランジスタ７４のコレクタに
接続され、そしてそれのエミッタはエミッタ抵抗７４Ａ
によって＋■ｏｏに接続されている。導線７３は又ＮＰ
Ｎプルアップトランジスタ８０のベースに接続され、そ
してそれのコレクタは＋■ｏｏに接続されている。ＰＮ
Ｐトランジスタ７２はＮＰＮプルアップトランジスタ８
０のベースを駆動するエミッタホロワとして作用する。

プルアップトランジスタ８Ｇのエミッタは２４オーム抵
抗８１によって出力導線８２に接続されており、この導
線上には出力電圧■。Ｕｌが発生される。外部負荷抵抗
Ｒ１は符号８３で示されていて、導１Ｉ８２を接地に結
合している。

帰還抵抗８６は、値ＲＦを持っていて、出力導線８２と
導線２４との間に結合されている。

２キロオーム抵抗８４はプルアップトランジスタ８０の
ベースと出力導線８２との間に接続されているダイオー
ド８５のアノードは導線８２に接続され且つそれのカソ
ードは導線７３に接続されている。

温度補償形バイアス電流’　ＢＩＡＳは、特定の温度で
一定であって、ＰＮＰ電流鏡映トランジスタ１４のコレ
クタに発生される。トランジスタＴ４はベースがＰＮＰ
トランジスタ７５のベースとＰＮＰトランジスタ７７の
エミッタとに接続されている。トランジスタγ４のエミ
ッタは抵抗７４Ａによって＋■ｃｃに接続されている。

トランジスタ７５のエミッタに抵抗７６によって＋ｖｏ
ｃに接続され、且つトランジスタ７５のコレクタは導線
７９によってトランジス蜘７７のベースと、ＮＰＮトラ
ンジスタ９２のコレクタとに接続されている。トランジ
スタ７４．７５及び７７はＰＮＰ電流鏡映回路を形成し
ており、これの電流はＮＰＮトランジスタ９３．９５及
び９７からなる回路部と、第１図に示された電流鏡映回
路４５とによって制御される。トランジスタ７４のエミ
ッタ面積はトランジスタ１５のそれの２倍であるので、
’　ＢＩＡＳ／２に等しい電流が（トランジスタ９３及
び抵抗９４によって）トランジスタ１５のコレクタに流
れるようにされ、且つ又その２倍の電流、すなわち■　
　、がトランジスタ、７４のコレクタに流れるＢＩＡＳ ようにされる。抵抗９１は導線２５と９８との間に接続
さ若ている。

ＮＰＮトランジスタ９２のベースは接地に接続され、且
つそれのエミッタはトランジスタ９３のコレクタに接続
されている。トランジスタ９３のエミッタは抵抗９４に
よって−Ｖｃｃに結合されている。トランジスタ９３の
ベースは導線２５によってダイオード接続のＮＰＮトラ
ンジスタ９５のコレクタ及びベースに接続されている。

ダイオード接続のトランジスタ９６はコレクタ及びベー
スがトランジスタ９５のエミッタに接続され且つエミッ
タが導線９８に接続されている。４８オーム抵抗９９は
導線９８と−Ｖｏ。

との間に接続されている。

第１図及び第２図の回路に示された種々の構成部品の例
示的値は表１に示されている。

表　　　　　１ ＪｆＬ承１■ＬＬ− 抵　　抗　１７　　ＭＳＢに対しては１０キロオーム、
他のビットに対しては２０キロ オーム 抵　　抗　１９　　二つのＭＳＢに対しては４．２５キ
ロオーム 他のビットに対しては８．７キロ オーム 抵　　抗　２１　　１．６キロオーム 抵　　抗　２８　　５キロオーム 抵　　抗　２９　　１．６キロオーム 抵　　　抗　　３５　　　　９２５オーム抵　　　抗　
　３６　　　　８００オーム抵　　抗　４０２７キロオ
ーム 抵　　抗　４１２７キロオーム 抵　　抗　５５　　１３．４キロオーム抵　　抗　５６
　　５．４キロオーム 抵　　抗　５８　３．３５キロオーム □値 抵　　抗　５９　６．１５キロオーム 埠　　抗　６１　　５００オーム 抵　　　抗　　７４Ａ　　　２５０オーム抵　　抗　７
６　　　５００オーム 抵　　　抗　　８１　　　２４オーム 抵　　抗　８４　　２キロオーム 抵　　抗　８６　　５キロオーム 抵　　抗　８８２４オーム 抵　　抗　９０　　２キＯオーム 抵　　抗　９４　１．６５キロオーム 抵　　抗　９７　　９キロオーム 抵　　抗　９９４８オーム コンデンサ５０　　０．１マイクロファラド次に、第２
図のプッシュプル出力段６９の動作を説明しよう。プッ
シュプル出力段６９の理解に当たっては、第１図及び第
２図の回路概略図によって表されたモノリシックＤＡＣ
１は各ＮＰＮトランジスタの「正常」コレクタ−エミッ
タ降伏電圧ＢＶｃＥｏがほぼ１８ボルトないし２２ボル
トである「標準」モノリシックバイポーラ集積回路製造
方法で処理されるべきであることを理解することが重要
である。種々の抵抗は、例えば、各ＮＰＮトランジスタ
のベース領域が形成されるのと同じ操作の期間中に形成
された薄膜ニクロム抵抗又は拡散Ｐ形抵抗でよい。

ＮＰＮプルアップトランジスタ８０は、ＮＰＮプルダウ
ントランジスタ８７が■。ｕｏを一■ｏｃに近づく電圧
に引き寄せたときにトランジスタ８０に加えられるであ
ろうような余分のコレクタ−エミッタ電圧の幾らかを吸
収するであろうような他の回路部に直列に接続されない
で、十Ｖ。０に直接そのコレクタが接続されているので
、その結果化じる■　　と＋■ｃｃとの差は正常なコレ
クターエミツＵＴ 夕降伏電圧を越える。

ここで用いられたように、ＮＰＮトランジスタの「正常
」又は「オン」コレクタ−エミッタ降伏電圧の用語は、
そのトランジスタが「オン」であると考えられ、例えば
少なくとも０．１ミリアンペアの認め得るコレクタ電流
を流しているときのコレクタ−エミッタ降伏電圧を意味
する。

この発明の重要な態様よれば、ＮＰＮプルダウントラン
ジスタ８７はエミッタが小抵抗値（２４オーム）抵抗８
８によって−■ｃｃに結合され、且つコレクタが、プル
アップトランジスタ８０が■。ＵＴを十■ｃｃに近づく
値に引き寄せる場合に加えられるような余分のコレクタ
−エミッタ過電圧を吸収するであろうように付加的回路
部によらないで、出。

力導線８２に直接接続されているので、その結果化じる
■。ＵＴと一■。０どの差はプルダウントランジスタ８
７の「正常」コレクタ−エミッタ降伏電圧を越える。

技術に通じた者は察知することであろうが、約５０マイ
クロアンペアより大きいコレクタ電流を持ったＮＰＮト
ランジスタにおいては、コレクタ−ベース空乏領域に生
じる衝突電離のために電子雪崩降伏が起きて、８０又は
８７のようなＮＰＮトランジスタの降伏電圧を著しく減
小させることがある。

コレクタ−エミッタ降伏電圧がコレクタ電流及びベース
電流と共に変化する様子を第４図について述べようと思
うが、これの理解は第２図のプッシュプル出力段の動作
を理解するのに役立つからである。今度は第４図を見る
と、プルアップトランジスタ８０のような代表的なＮＰ
ＮトランジスタのＩ　（コレクタ電流）対■。、（コレ
クタ−エミッタ電圧）特性が示されている。曲線Ａはプ
ルアップトランジスタ８０（又はプルダウントランジス
タ８１）のＢＶ　　　（ベース開始時のコレツＥＯ ターエミッタ降伏電圧）特性を示している。数マイクロ
アンペアを越えるコレクタ電流に対してはＢＶＣＥＯは
約２０ボルトである。曲線ＢはＢＶＣＥＳ（ベースをエ
ミッタに出発させたときのコレクタ−エミッタ降伏電圧
）特性を示している。数マイクロアンペアを越えるコレ
クタ電流においてはＢＶＣＥＳは約５６ボルトである。

技術に通じた者は知っていることであるが、逆コレクタ
−ベース接合部漏れ電流がトランジスタのベース領域に
流れ込んでトランジスタの電流利得「ベータ」で増倍さ
れて、（数百倍の倍率で）著しく増幅されたコレクタ電
流が生じて、これにより約２０ボルトのコレクタ−エミ
ッタ電圧で衝突電離が発生させるので、Ｂｖ　　はＢｖ
ｃＥｓよりはるかに低い。このＥＯ ために急速な電子雪崩降伏が生じて、これによりしばし
ばトランジスタの破壊及び／又はその他の有害な影響が
生じる。

曲［１Ｇ、Ｄ、Ｅ及びＦは、通常の特性試験器によって
試験されたときの、順次低くなっているベースへの定電
流駆動値及び２キロオームの抵抗によるＢＶ　　　（２
キロオーム抵抗をベースとエミＥＲ ツタとの間に接続したときのコレクタ−エミッタ降伏電
圧）を示している。

第２図の抵抗８４及び９０はそれゆえ、プルアップトラ
ンジスタ８０及びプルダウントランジスタ８７がオフで
あるときのそれらのトランジスタのコレクタ−エミッタ
降伏電圧にそれぞれ影響を与える。

プルアップトランジスタ８０又はプルダウントランジス
タ８７をこれらの他方のものが高出力電流を供給してい
る又は引き込んでいるときにほとんどオフにすることは
、第４図の曲線へによって証明されているように、必ず
しもそのコレクターエミツ夕降伏電圧を増大させないこ
とがわかる。トランジスタをオフ又は実質上オフにする
ことの外に、第４図の曲線Ｆで示されたように、コレク
タ−エミッタ降伏電圧をＢＶＣＥＳの方へ増大させるた
めにベータ増倍を防ぐようにベースからコレクタ−ベー
ス漏れ電流を分流するための経路が設けられなケればな
らない。この背景に従って、この発明のプッシュプル回
路の動作は進行する。

アナログ加鼻接合部電流又はＤＡＣ出力電流Ｉ　　が零
である零入力動作状態下ではＶ。ＵｌはＵＴ 零ボルトである。次に、室温動作を仮定して、ＩＢＩＡ
Ｓは約０．７ミリアンペアである。Ｒ１は通る電流は零
である。プルアップトランジスタ８０を通る電流Ｉ４は
約０．５ミリアンペアであり且つ抵抗８４を通る電流は
約０，３５ミリアンペアである。それゆえ、プルダウン
トランジスタ８７における電流Ｉ７　（Ｉ３及びＩ４の
和）は約０．８５ミリアンペアである。Ｉ３は約０．３
５ミリアンペアであるので、Ｉ２も又約０．３５ミリア
ンペアである。（ベース電流はすべて無視できるものと
仮定されている。）従って、Ｉ６も又約０．３５ミリア
ンペアである。

出力状態の動作の数例が次に与えられる。

まず、アナログ電流■　　（導線２４）が十分にＵＴ 大きい値を持っていてＶｏＵＴが＋１０ボルトに駆動さ
れる場合には、Ｒ，（Ｒ，＝５キロオーム）を流れる電
流は零の静止値から約２ミリアンペアに増大される。Ｒ
は流れる電流■９は１ミリアンペアである。それでＩ。

■は３ミリアンペアである。

我々のコンピュータ・シミュレーションの結果によると
、電流Ｉ４は約２．６ミリアンペアである。

それで、■　、従って１１は、抵抗８１の両端間の電圧
降下及びトランジスタ８０のＶＢＥの和における増大並
びに抵抗８４の両端間の電圧降下におけるほぼ同等の増
大のために約０．４ミリアンペアに増大される。このた
めに■　、従って１６は、ＩＢＩＡＳが出力電流の変化
に対して一定であるので、約０．３ミリアンペアに減小
し、従ってトランジスタ８１のベースと−Ｖ。Ｃとの間
の電圧が約０．６ボルトに減小し、このためにプルダウ
ントランジスタ８１はほとんどオフになる。それゆえ、
抵抗８１及びプルアップトランジスタ８０のエミッタを
通る帰還はプルアップトランジスタ８０によって供給さ
れる出力電流の増大に応答してＩ２の減小を生じさせて
、プルダウントランジスタ８７を実質上オフにする。

Ｉ２におけるこの減小は抵抗９０における十分・低い電
圧を生じることになり、従って低抵抗（２キロオーム）
分路抵抗９０における電圧降下のためにコレクタ−ベー
ス逆漏れ電流がプルダウントランジスタ８７のベースか
ら流れ出て、第４図に関して上に説明されたように、そ
のコレクタ−エミッタ降伏電圧を相当に増大させる。我
々のコンピュータ・シミュレーションによると、このた
めに約０．２マイクロアンペアの電流がプルダウントラ
ンジスタ８７を流れることになって、これの降伏電圧を
著しく増大させる。

第２の例として、ＲＬを５キロオームから無限大に増大
し、且つＶ。ＵＴを＋１０ボルトにし、十■ｃｃを＋１
５ボルトにし、　　’ｃｃを一１５ボルトにした場合に
は、我々のシミュレーションによると、電流Ｉ４は約０
．６５ミリアンペアであり、Ｉ３、従って１１は０，３
５ミリアンペアの静止値かられずかに増大され、且つＩ
２は静止値かられずかに減小された。（プルダウントラ
ンジスタ８７を通る［７の「最悪の場合」又は最高値は
Ｒ１−が無限のときに生じる。）そのために、プルダウ
ントランジスタ８７のベースにおいては順バイアス電圧
が静止値から減小することになって、Ｉ７の値は約２０
マイクロアンペアになる。Ｉ７のこの最悪値は、前の例
に比べて電流Ｉ７の値が高いにもかかわらず、（第４図
に従って）プルダウントランジスタ８７に加えられる２
５ボルトのコレクタ−エミッタ電圧を十分に越えてプル
ダウントランジスタ８７のコレクタ−エミッタ降伏電圧
を増大させる。

第３の例として、Ｉｏｏ工の入力値がプルダウントラン
ジスタ８７をオフにしてＶｏＵＴを一１０ボルトに引き
下げる結果になっているものと仮定する。

これによりプルアップトランジスタ８０には２５ボルト
のコレクタ−エミッタ電圧が生じる。Ｒしを通って接地
から導線８２に流れる電流は静止値から約２ミリアンペ
アに増大される。導線２４から抵抗ＲＦを通って導線８
２に流れる電流は約１ミリアンペアである。プルダウン
トランジスタ８７を通る電流Ｉ　　（Ｉ　　＋ｌ０Ｌ）
は約３．３ミリアンペアである。プルダウントランジス
タ８７により引き出された出力電流のこの増大のために
、抵抗８８における電圧の増大及び抵抗９０におけるほ
ぼ等しい電圧の増大の形態による帰還が生じて、Ｉ２が
増大し、これに対応してＩ１が減小することになる。更
に詳しくは、Ｉ２は約０．４ミリアンペアに増大されて
、Ｉ　１従ってＩ３は約０．３ミリアンペアに減小され
ることになる。このためにプルアップトランジスタ８０
のベースと導線８２との間の電圧は約０．６ボルトに減
小する。我々のシミュレーションによると、このために
プルアップトランジスタ８０に約０．５マイクロアンペ
アの電流が生じて、それのコレクタ−エミッタ降伏電圧
は■。ＵＴの現在値においてそれに加えられている２５
ボルトのコレクタ−エミッタ電圧をはるかに越えて増大
する。

更なる例として、負荷抵抗ＲＬが５キロオームから無限
大に増大された場合には、我々のシミュレーションによ
ると、１１は約１６３５ミリアンペアになる。ＲＦを通
る帰還電流はやはり１ミリアンペアである。Ｉ２は０．
３５ミリアンペアの静止値よりわずかに上に増大して、
Ｉ１、従って１３を約０．３５ミリアンペアの静止値よ
りわずかに下に減小させる。抵抗８４における電圧の増
大によりＩ４は約４０マイクロアンペアに増大する。こ
の状態においては、プルアップトランジスタ８０のコレ
クタ−エミッタ降伏電圧はやはりそれに加えられる２５
ボルトを十分に越えている。

次に、動作温度の増大が出力段６９の前述の動作にどの
ように影響するかを考察することが必要である。動作温
度が増大すると各トランジスタのエミッタ−ベース電圧
が減小する。例えば、静止（零入力）状態下で、温度が
室温から、例えばＣ目盛＋１２５度に増大すると、プル
アップトランジスタ８０のＶＢＥは約２００ミリボルト
減小する。それゆえ”ＢＩＡＳを十分に減小させて、プ
ルアップトランジスタ８０及びプルダウントランジスタ
８１において室温におけるとほぼ同じ静止電流を維持す
るようにしなければならない。

温度が増大したときのプルアップトランジスタ８０及び
プルダウントランジスタ８１における静止電流の激烈な
増大を避けるために、第２図に示された回路は、該して
第３図に示された図表に従って、温度の増大と共にＩＢ
ＩＡＳを減小させる。トランジスタ７４及び７５からな
るＰＮＰ電流鏡映回路はＰＮＰトランジスタ１５に流れ
る電流を２倍にする。

第２図の回路７０が温度の増大と共にＩＢＩＡＳを減小
させる様子は、まず、ＮＰＮトランジスタ９２が自由選
択のものであって、必要ならば、トランジスタ９３を過
大なコレクタ−エミッタ電圧から保護するという機能を
果たすだけであるということを了解することによって理
解することができる。トランジスタ９３及び９５のエミ
ッタの幾何学的形状は、ＮＰＮトランジスタ９３のエミ
ッタにおける電圧がＣ目盛−２５ないし＋１２５度の動
作温度範囲にわたってダイオード接続のトランジスタ９
５のエミッタにおける電圧に実質上等しくなるように適
当に定められている。従って、ダイオード接続トランジ
スタ９６における電圧降下に抵抗９９における小さい電
圧降下を加えたものは抵抗９４における電圧降下に実質
上等しい。

次に、第１図の電流鏡映回路４５が導１ｉ１２５を通る
実質上一定の電流を与え、この電流がダイオード接続の
トランジスタ９５及び９６からなる経路と抵抗９１から
なる経路との間で分かれていることを理解することが重
要である。温度が増大するにつれて、ダイオード接続の
トランジスタ９５及び９６のエミッタ−ベース電圧は減
小する。この減小は抵抗９４における電圧の減小を生じ
ることになり、従って１Ｂ［ＡＳ／２を減小させる。第
３図における上方の曲線Ａは抵抗９７が省略された場合
におけるＩＢＩＡＳ／２の減小を定量的に図示しており
、曲線Ａは温度の減小するときの’　ＢＩＡＳ／２にお
ける比較的直線的な減小を示している。我々の回路動作
のシミュレーションによれば、この減小率はプルアップ
トランジスタ８０及びプルダウントランジスタ８７に一
定の静止電流を維持するのには十分でない。抵抗９７を
加えたことの効果は第２図の曲線Ｂによって示されたよ
うに、温度の増大と共にＩＢＩＡＳ／２の減小率を加速
させることである。抵抗９７は導線２５からの電流の一
部分をダイオード接続のトランジスタ９５及び９６から
分路させてこれらにおける電流密度を低下させる。

この電流密度の減小は温度に対するトランジスタ９５及
び９６における■８Ｅ＊化率を増大させる。この結果、
温度が増大するときの抵抗９４における電圧、従って’
　ＢＩＡＳ／２における減小率が大きくなる。

そこで、バイアス電流回路７０の最終的効果は、ＩＢＩ
ＡＳを温度の増大と共に十分に低くして、太きい出力電
流を供給し又は引き取っている出力トランジスタ（８０
又は８７）及びこれの関連抵抗（８４又は９０によって
導かれる電流Ｉ　又はＩ２を十分に大きくし、他方の出
力トランジスタ及びこれの関３！抵抗（８４又は９０）
を「飢えさせ」て、この飢えた出力トランジスタのコレ
クタ−ベース逆漏れ電流がこの出力トランジスタのベー
スから側路へ出るようにすることである。これによりそ
の飢えた出力トランジスタのコレクタ−エミッタ降伏電
圧はそのＢＶｏｃｏから、第４図についての先の説明に
従って、抵抗８４又は９０の値によって決まるはるかに
高い値に上昇する。４８オーム抵抗９９は処理及び温度
変化に対して２４オーム抵抗８１及び８８と比率整合さ
せられている。抵抗９４に処理及び温度変化に対して抵
抗８４及び９０と比率整合させられている。

第１図のＰＮＰ電流鏡映回路４５によって導線２５に供
給される電流の吊はＩ　Ｂ［ＡＳ／２’従ってＩＢＩＡ
Ｓを制御する。

それゆえ、実質上一定の電流をダイオード接続のトラン
ジスタ９６及び４８オーム抵抗９９に無理に流すことに
よって、抵抗９４における電圧、従って電流が制御され
、これにより温度依存性の電流ＩＢＩＡＳ／　２が抵抗
９４に流れる。ＰＮＰ電流鏡映回路７４．７５はこの電
流を２倍にしてＩＢＩＡＳを生じさせ、そして次にこれ
は電流１１及びＩ２に分割されて、抵抗８４及び９０に
流れる比例した温度依存性の電流を与える。技術に通じ
た者は理解することであろうが、これらの電流によって
発生された電圧によって、トランジスタ８０及び抵抗８
１が実質上一定の、比較的温度に依存しない電流Ｉ４を
発生し、且つトランジスタ８７及び抵抗８８が実質上一
定の、比較的温度に依存しない電流Ｉ７を発生する。

類似の動作は非静止状態下でも起こり、高温又は低温に
おいてさえも、出力電流を供給し又は引き取っていない
出力トランジスタにむけるコレクタ電流は非常に低いの
でそれのコレクタ−エミッタ降伏電圧は安全な値に上昇
させられる。

今度は第１図のレベル移動回路１４の動作を説明する。

導線２に加えられるｖＡの低ＴＴＬレベルはダイオード
接続のトランジスタ１５のエミッタ−ベース電圧によっ
て高くされて、エミッタホロワトランジスタ１８のベー
スに加えられるが、このトランジスタのエミッタは実質
上■Ａボルトになっている。レベル移動抵抗１９は、抵
抗４１に比率整合させられていて、約２ボルトの電圧移
動を発生し、且つこの移動した低ＴＴＬ入力電圧をビッ
ト電流スイッチトランジスタ５のベースに加える。

■、が「高」であるならば、■ＲＥＦ１がトランジスタ
１８のベースに加えられ（ダイオード１５がオフにされ
るため）、そしてｖＲＥＦｌのレベルが抵抗１９によっ
て移動される。−４，７５ボルトのような小さい一■Ｃ
Ｃの値が与えられた場合、ＶＢｌ及びＢ、２の値におけ
る制約を考えると、問題はレベル移動抵抗１９における
電圧降下をＣ目盛−２５度から＋１２５度までの湿度変
化及び正常範囲の製造上のパラメータ変化に対してレベ
ル移動抵抗１９における電圧低下を実質上一定に保つ方
法である。製造上のパラメータ変化及び温度変化に対す
るこの補償を達成することができないならば、回路１４
のレベル移動技術を低電圧ＤＡＣに使用することは実用
的でない。

電流Ｉ、８（すなわち、レベル移動電流）を変えて抵抗
１９における電圧低下を実質上一定に保つ方法は、入力
電流がトランジスタ３８、抵抗４０、及び導線３９上の
基準電圧によって決定されるＰＮＰ電流鏡映回路３２に
よってＮＰＮ電流鏡映回路３１を駆動することである。

技術に通じた者は理解することであろうが、レベル移動
抵抗１９は、これが形成される種々のニクロム食刻工程
における変化のために且つ又抵抗１９の抵抗率を規定す
る種々のパラメータにおける変化のために、それの抵抗
値の変化を有することがある。従って、抵抗１９に比率
整合しており且つこれと同じ幅及び端子構造を持った抵
抗４０を利用してＰＮＰ電流鏡映回路３２を通る電流を
発生させ、抵抗１９の抵抗値における製造工程でひき起
こされた任意の変化が、ＰＮＰ電流鏡映回路３２に対す
る抵抗４０によって発生された電流における、従って又
ＮＰＮ電ａ鏡映回路３１における、従って’ＬＳにおけ
る対応する変化によって整合させられるようにする。

外付は分圧計４８によってビット電流■８Ｉ□を調整で
きるようにするために、第１図の回路７８は電流■　　
を温度変化又は＋■Ｃｃ又は−Ｖ。Ｃの変化Ａｔ）Ｊ に対して実質上一定にする。この回路の設計の際に遭遇
する問題はどのようにしてこれを実現し、且つ又ＤＡＣ
１が収容されているパッケージの一つのリード線だけを
用いて導線１３上に非常に低い雑音のバイアス電圧■８
２を与えるかということであった。導線４９上に発生さ
れた電圧は、ダイオード接続のＮＰＮトランジスタ６４
．８６のエミッタ−ベース電圧、及びＶＢＥ増倍器５３
の負温度係数並びにツェナーダイオード６５の正温度係
数のために適当に温度補償される。ツェナーダイオード
６５は１６ビツトＤＡＣのような高確度ＤＡＣに対して
は基準電圧導線６１上に許容不可能なほど大きい量の雑
音を発生するので、基準電圧を用いて導Ｉ！１３上に電
圧ｖＢＥを発生する前にその雑音を除去するために外部
コンデンサを設けることが望ましい。

理想的には、外部フィルタコンデンサの接続のための最
良の高インピーダンス点はエミッタホロワトランジスタ
５１のベースの所であろう。その場合、このエミッタホ
ロワトランジスタ５１のベースと導線６７上の高雑音基
準電圧との門の高い抵抗値（抵抗５９及び６１・）はこ
のフィルタコンデンサとの組合せにおいて低域ＲＣフィ
ルタを形成することになろう。

４８のような外付は分圧計を接続するための理想的な場
所は、ベースが導線６１に関係づけられているエミッタ
ホロワトランジスタ（図示せず）であろう。

不幸にも、この「理想的な」方法は二つのパッケージリ
ード線を必要とする。４８のような外付は分圧計をエミ
ッタホロワトランジスタ５１（外部フィルタコンデンサ
を接続するための理想点）に取り付けることは導線６０
に許容不可能な負荷を与えることになって、ＶＢ２にお
ける変化が生じる。

第１図に示された回路はエミッタホロワトランジスタ６
２のエミッタと導線４９との間に５００オーム抵抗６１
を設けることによってこれらの矛盾する要件を有効に解
決している。この５００オーム抵抗は外部フィルタコン
デンサ５０がエミッタホロワトランジスタ６２の非常に
低い抵抗値と共に動作するのを阻止し、且つほぼ０．１
マイクロフアラドの値を持った比較的小さいコンデンサ
と共に導線４９上の雑音の有効なフィルタ作用を可能に
する。１メガオ一ム以上の分圧計４８の抵抗値に対して
は、導線４９上の実効負荷は無視することができる。

要約すれば、この発明の記述の実施例は、正又は負の電
源の約１．４ボルトの範囲内まで容易に振動する出力電
圧を与え、且つＣ目盛−２５ないし＋１２５度の温度範
囲にわたって、＋　４．７５ボルトから＋１５ボルト以
上までの＋ｖｃｃ電圧において且つ−４，７５ボルトか
ら−１５ボルト以上までの負の電圧−ｖｃｃにおいて動
作することができるプッシュプル出力段を作っている。

このプッシュプル出力段は、同じ電源電圧及び温度範囲
で動作し且つ最悪の場合のＴＴＬディジタル入力論理レ
ベルとインタフェースで容易に接続される１６ビツトＤ
ＡＣに組み込まれている。既述のＤＡＣは、出力トラン
ジスタを高ｚｉｉ電圧での破壊に対して保護するのに一
般に使用される複雑な増幅器出力段回路構造の使用を避
けながらそれを行う。外部フィルタ作用及びビット電流
調整機能はＤＡＣのただ一つのリード線を用いて行わむ
る。

これまでこの発明をその特定の実施例に関して説明して
きたが、技術に通じた者はこの発明の精神及び範囲から
外れることなく既述の実施例に種々の変更を行うことが
できるであろう。例えば、各トランジスタがコレクタ−
エミッタ過電圧を受ける前に各トランジスタのコレクタ
−ベース逆漏れ電流に対する外部経路を与えるように回
路を動作させる技術はプッシュプル回路以外の出力回路
に利用することができる。第２図において、抵抗９７を
省いてダイオード９５又は９６の一つのもののベースと
直列に抵抗を挿入することによって、熱ドリフトの増大
という同じ効果を達成することができる。第１図におい
て、導線９５上の電圧を逓降する必要がなければ、抵抗
６１は省略することができる。正及び負の電源電圧（＋
Ｖ　　及び−■ｏ。）がＣに の発明の既述の例においては用いられているけれども、
電源電圧がどのような電圧に基準づけられているかは明
らかに重要ではない。例えば、電源電圧をすべて、接地
を含めて、■ｏ。ボルトだけ上に移動させることができ
るであろう。

正しく認識されるべきことであるが、プッシュプル回路
の動作を例示する目的のために与えられた種々の電流値
は説明を簡単にするために選ばれたものであって、正確
なものとして解釈されるべきではないけれども、例示の
電流値は種々のコンピュータ・シミュレーションに基づ
いて選択されている。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の対象であるディジタル−アナログ変
換器の一部分の概略図である。 第２図は第１図の回路によって発生されたアナログ加算
電流を受ける出力増幅器の概略図である。 第３図は第２図の回路の動作を説明するのに有効な線図
である。 第４図はＮＰＮトランジスタのコレクタ−エミッタ降伏
特性をそれのベース及びコレクタ電流の関数として示し
た線図がある。 これらの図面において、１はＤ−Ａ変換器、３Ａ、３Ｂ
はビット回路、５，６はビット電流スイッチトランジス
タ、１０はＮＰＮＩｉ流源トランジスタ、１９はレベル
移動抵抗、３１は電流源回路（ＮＰＮ電流鏡映回路）、
３２はＰＮＰ電流鏡映回路、６３は電圧基準回路、６５
はツェナーダイオード、４５はＰＮＰ電流鏡映回路、４
８は外付は分圧計（ビット電流調整用）、６９はプッシ
ュプル出力段、１０は電流バイアス回路、７１は差動増
幅器、７４．７５゜７７はＰＮＰ電流鏡映回路のトラン
ジスタ、８０はＮＰＮプルアップトランジスタ、８７は
ＮＰＮプルダウントランジスタを示す。 −Ｅｘひ一己 １塵１”ｃｌ 二Ｅシ５−３ １五にし、４

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. （１）（ａ）コレクタが第１供給電圧導線に接続され且
   つエミッタが出力導線に接続されているプルアップトラ
   ンジスタ、 （ｂ）コレクタが出力導線に接続され且つエミッタが第
   ２供給電圧導線に接続されているプルダウントランジス
   タ、 （ｃ）入力信号に応答して第１及び第２の信号をそれぞ
   れプルアップトランジスタ又はプルダウントランジスタ
   のベースに加えて、 プルアップトランジスタをして出力導線に出力電流を供
   給させ且つプルダウントランジスタをして出力導線から
   出力電流を引き込ませるようにすることのできる入力回
   路装置、 （ｄ）出力導線の出力電圧に応答して、プルダウントラ
   ンジスタのベース−エミッタ電圧を十分に低いレベルに
   減小させてプルダウントランジスタを実質上オフにし且
   つプルダウントランジスタのベースから流れ出るコレク
   タ−ベース逆漏れ電流に対する所定の低抵抗路を与える
   ことによって、出力導線と第２の供給電圧導線との間の
   電圧差を越えるレベルまでプルダウントランジスタのコ
   レクタ−エミッタ降伏電圧を増大させることのできる第
   １回路装置、並びに （ｅ）出力電圧に応答して、プルアップトランジスタの
   ベース−エミッタ電圧を十分に低いレベルに減小させて
   プルアップトランジスタを実質上オフにし且つプルアッ
   プトランジスタのベースから流れ出るコレクタ−ベース
   逆漏れ電流に対する所定の低抵抗路を与えることによっ
   て出力導線と第１供給電圧導線との間の電圧差を越える
   レベルまでプルアップトランジスタのコレクタ−エミッ
   タ降伏電圧を増大させることのできる第２回路装置、 を備えているプッシュプル出力回路。
2. （２）プルアップトランジスタのコレクタ−エミッタ降
   伏電圧が、オン時において、出力電圧の最小値と第１供
   給電圧導線の電圧との間の電圧差よりも小さい、特許請
   求の範囲第１項に記載のプッシュプル出力回路。
3. （３）プルダウントランジスタのコレクタ−エミッタ降
   伏電圧が、オン時において、出力電圧の最小値と第２供
   給電圧導線の電圧との間の電圧差よりも小さい、特許請
   求の範囲第１項に記載のプッシュプル出力回路。
4. （４）入力回路装置が、第１トランジスタを備え、且つ
   入力信号に応答してプルアップトランジスタのベースの
   電圧を第１供給電圧から第１トランジスタのコレクタ−
   エミッタ飽和電圧を引いたものにほぼ等しい値にし、こ
   れにより出力電圧を第１供給電圧から第１トランジスタ
   のコレクタ−エミッタ飽和電圧とプルアップトランジス
   タのベース−エミッタ電圧との和を引いたものにほぼ等
   しい値に増大させるようにすることのできる装置を備え
   ている、特許請求の範囲第１項に記載のプッシュプル出
   力回路。
5. （５）入力回路装置が、出力電流に関して実質上一定で
   あるバイアス電流を発生し、このバイアス電流の第１部
   分をプルアップトランジスタのベースに接続された第１
   導線に供給し且つこのバイアス電流の第２部分をプルア
   ップトランジスタのベースに接続された第２導線に供給
   するためのバイアス電流装置を備えている、特許請求の
   範囲第２項に記載のプッシュプル出力回路。
6. （６）第１回路装置が、プルアップトランジスタのエミ
   ッタとベースとの間に接続されていてバイアス電流の第
   １部分を増大させ、これによりバイアス電流の第２部分
   をプルアップトランジスタによって供給される出力電流
   が増大するにつれて減小させ、バイアス電流のこの減小
   した第２部分によリプルダウントランジスタのベース−
   エミッタ電圧を相当に減小させることのできる装置を備
   えている、特許請求の範囲第５項に記載のプッシュプル
   出力回路。
7. （７）第２回路装置が、プルダウントランジスタのエミ
   ッタとベースとの間に接続されていてバイアス電流の第
   ２部分をプルダウントランジスタによって引き込まれる
   出力電流が増大するにつれて増大させ、これによりバイ
   アス電流の第１部分を減小させてプルアップトランジス
   タのベース−エミッタ電圧を相当に減小させることので
   きる装置を備えている、特許請求の範囲第６項に記載の
   プッシュプル出力回路。
8. （８）第１回路装置が、エミッタと出力導線との間に接
   続された第１抵抗、及びプルアップトランジスタのベー
   スと出力導線との間に接続された第２抵抗を備えている
   、特許請求の範囲第７項に記載のプッシュプル出力回路
   。
9. （９）第２回路装置が、プルダウントランジスタのエミ
   ッタと第２供給電圧導体との間に接続された第３抵抗、
   及びプルダウントランジスタのベースと第２供給電圧導
   線との間に接続された第４抵抗を備えている、特許請求
   の範囲第８項に記載のプッシュプル出力回路。
10. （１０）バイアス電流装置が、プッシュプル出力回路の
    温度の増大と共にバイアス電流を減小させるための装置
    を備えている、特許請求の範囲第９項に記載のプッシュ
    プル出力回路。
11. （１１）バイアス電流減小装置が、電流制御回路に給電
    する電流鏡映電流源を備えていて、この電流制御回路が
    、第５抵抗に直列に接続された第２トランジスタのエミ
    ッタ−ベース接合部を含む経路と並列に接続され且つ又
    第６抵抗と並列に接続された第１及び第２の直列接続の
    ダイオードを備えており、その結果生じる第５抵抗にお
    ける電圧降下によりバイアス電流の値が制御されるよう
    になっている、特許請求の範囲第１０項に記載のプッシ
    ュプル出力回路。
12. （１２）第２抵抗及び第４抵抗の値が十分に低くて、プ
    ルアップトランジスタのＢＶ＿Ｃ＿Ｅ＿Ｒ降伏電圧が常
    に出力導線と第１供給電圧導線との間の電圧差よりも小
    さいこと及びプルダウントランジスタのＢＶ＿Ｃ＿Ｅ＿
    Ｒ降伏電圧が常に出力導線と第２供給電圧導線との間の
    電圧差より小さいことがそれぞれ確保されている、特許
    請求の範囲第１０項に記載のプッシュプル出力回路。
13. （１３）（ａ）エミッタが出力導線に接続され且つコレ
    クタが第１供給電圧導線に接続されているプルアップト
    ランジスタのベースに接続された第１導体に一定バイア
    ス電流の第１部分を供給し、且つ、コレクタが出力導線
    に接続され且つエミッタが第２供給電圧導線に接続され
    ているプルダウントランジスタのベースに接続された第
    ２導線にバイアス電流の残りの部分を供給する段階、 （ｂ）プルアップトランジスタをして出力導線に出力電
    流を供給させ、出力導線の出力電圧を増大し、且つ出力
    電圧のこの増大に応答してバイアス電流の第１部分を増
    大して、これによりバイアス電流の第２部分を減小する
    段階、 （ｃ）段階（ｂ）と同時に、バイアス電流の第２部分の
    減小に応答してプルダウントランジスタのベース−エミ
    ッタ電圧を十分に低くすることによってプルダウントラ
    ンジスタをオフにし、且つプルダウントランジスタのベ
    ースからプルダウントランジスタのコレクタ−ベース接
    合部の逆洩れ電流の十分な量を導いてプルダウントラン
    ジスタのコレクタ−エミッタ降伏電圧を出力導線と第２
    供給電圧導線との間の電圧差を越えるレベルまで増大さ
    せるようにする段階、 を含んでいるプッシュプル回路を動作させる方法。
14. （１４）プルダウントランジスタをして出力導線から出
    力電流を引き込ませること、及び引き込まれた出力電流
    の増大に応答してバイアス電流の第２部分を増大し、こ
    れによりバイアス電流の第１部分を減小すること、及び
    同時にバイアス電流の第１部分における減小に応答して
    プルアップトランジスタのベース−エミッタ電圧を十分
    に減小させてそれをオフにすること、及びプルアップト
    ランジスタのベースからプルアップトランジスタのコレ
    クタ−ベース接合部の逆漏れ電流の十分な量を導いてプ
    ルアップトランジスタのコレクタ−エミッタ降伏電圧を
    第１供給電圧導線と出力導線との間の電圧差を越えるレ
    ベルまで増大させるようにすることを含んでいる、特許
    請求の範囲第１３項に記載の方法。
15. （１５）（ａ）コレクタが出力導線に接続され且つエミ
    ッタが第１供給電圧導線に接続されているトランジスタ
    、 （ｂ）出力導線と第２供給電圧導線との間に接続されて
    いて出力導線に電流を供給することのできる装置、 （ｃ）入力信号に応答してトランジスタのベースに信号
    を加えてトランジスタをして出力導線から出力電流を引
    き込ませるようにすることのできる入力回路装置、及び （ｄ）出力導線の出力電圧に応答して、トランジスタの
    ベース−エミッタ電圧を十分に減小させてトランジスタ
    をオフにし且つトランジスタのベースからトランジスタ
    の逆コレクタ−ベース漏れ電流の十分な量を導いてトラ
    ンジスタのコレクタ−エミッタ降伏電圧を出力導線と第
    １供給電圧導線との間の電圧差を越えるレベルまで増大
    させるようにすることのできる帰還装置、 を備えている出力回路。
16. （１６）（ａ）コレクタが第１供給電圧導線に接続され
    且つエミッタが出力導線に接続されているトランジスタ
    、 （ｂ）出力導線と第２供給電圧導線との間に接続されて
    いて出力導線に電流を供給することのできる装置、 （ｃ）入力信号に応答してトランジスタのベースに第１
    信号を加えてトランジスタをして出力導線に出力電流を
    発生させるようにすることのできる入力回路装置、及び （ｄ）出力導線の出力電圧に応答して、トランジスタの
    ベース−エミッタ電圧を十分に減少させてそれをオフに
    し且つトランジスタのベースからトランジスタの逆コレ
    クタ−ベース漏れ電流を十分に導いてトランジスタのコ
    レクタ−ベース降伏電圧を出力導線と第１供給電圧導線
    との間の電圧差を越えるレベルまで増大させるようにす
    ることのできる帰還装置、 を備えている出力回路。
17. （１７）（ａ）トランジスタのコレクタを出力導線に接
    続し且つこのトランジスタのエミッタを第１供給電圧導
    線に接続する段階、 （ｂ）トランジスタのベースに信号を加えてトランジス
    タをして出力導線から出力電流を引き込ませ、次にトラ
    ンジスタのベースから信号を除去してトランジスタをオ
    フにし、そして出力導線に電流を供給して出力導線電圧
    をして第２供給電圧導線の電圧の方へ移動させるように
    する段階、 （ｃ）出力電圧の変化に応答してトランジスタのベース
    −エミッタ電圧を十分に減小してトランジスタをオフに
    し、そしてトランジスタのベースからトランジスタの逆
    コレクタ−ベース漏れ電流の十分な量を導いてトランジ
    スタのコレクタ−エミッタ降伏電圧を出力導線と第１供
    給電圧導線との間の電圧差を越えるレベルまで増大させ
    るようにする段階、 を含んでいる出力回路を動作させるための方法。
18. （１８）（ａ）トランジスタのコレクタを出力導線に接
    続し且つこのトランジスタのコレクタを第１供給電圧導
    線に接続する段階、 （ｂ）トランジスタのベースに信号を加えてトランジス
    タをして出力導線に出力電流を供給させ、次にトランジ
    スタのベースから信号を除去してトランジスタをオフに
    し、そして出力導線から電流を引き込んで出力導線電圧
    をして第２供給電圧導線の電圧の方へ移動させるように
    する段階、 （ｃ）出力電圧の変化に応答してトランジスタのベース
    −エミッタ電圧を十分に減小してトランジスタをオフに
    し、そしてトランジスタのベースからトランジスタの逆
    コレクタ−ベース漏れ電流の十分な量を導いてトランジ
    スタのコレクタ−エミッタ降伏電圧を出力導線と第１供
    給電圧導線との間の電圧差を越えるレベルまで増大させ
    るようにする段階、 を含んでいる出力回路を動作させるための方法。